Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

Nella frontiera delle energie rinnovabili sta emergendo una tecnologia di utilizzo della radiazione solare che offre vantaggi prima impossibili. Battezzata «solare termodinamico» ha nel Nobel Carlo Rubbia uno dei maggiori sostenitori. Anzi egli stesso ha fornito contributi diretti alla ricerca che portarono alla nascita della centrale «Archimede» in Sicilia, rimasta incompiuta dopo la cacciata dello scienziato dalla presidenza dell’Enea. Accolto in Spagna, avviava una collaborazione che portava al varo di un piano di una ventina di centrali «termodinamiche» distribuite in varie regioni della penisola iberica. Una dozzina è già in costruzione. Due, della potenza di 15 megawatt, sono in Andalusia, mentre le altre hanno impianti con una maggiore potenza media intorno ai 50 megawatt. Il piano prevede di arrivare a generare con la nuova tecnologia 1.500 megawatt entro il 2020 consentendo di tagliare le importazioni di petrolio.
Ma la frontiera del «termodinamico» va oltre la Spagna, al di là dell’Atlantico. a Boulder City, in Nevada (Usa). Qui sta nascendo la «Nevada Solar One», una centrale da 64 megawatt frutto del Concentrated Solar Power Project, che dopo quindici anni rilancia il solare negli Stati Uniti. Questa sarà la prima di una serie americana mentre un altro impianto del genere si sta avviando anche in Algeria e varie attività sono condotte in Israele e presso l’International Energy Agency di Parigi .
La «Nevada Solar One» del costo di 220 milioni di dollari è realizzata dalla società Solargenix assieme al gruppo spagnolo Acciona. Ma sia nelle iniziative spagnole che americane entra la tecnologia tedesca del gruppo Schott produttore in particolare di quello che è considerato il cuore delle nuove centrali termodinamiche, vale a dire il tubicino dentro cui scorre un gas portato ad alta temperatura dai raggi solari concentrati con i pannelli concavi. Il piano spagnolo è il frutto di un regio decreto che ha definito in 21,62 centesimi al chilovattora il prezzo del solare termodinamico per i prossimi 25 anni. Dopo sarà abbassato a 17,30 centesimi. L’obiettivo è di rendere la nuova risorsa competitiva con il petrolio e il gas. A tal fine gli americani prevedono di arrivare nel prossimo futuro a 7 centesimi per chilowattora. Naturalmente siamo ancora in un’area di ricerca che ha bisogno di sviluppi e miglioramenti. Il contributo del professor Rubbia si è concentrato finora nello studio dei nuovi fluidi e nello «stoccaggio termico». Per i primi fa ricorso a sali fusi non inquinanti (al contrario degli oli usati in precedenza), mentre lo stoccaggio permette di immagazzinare il fluido ad alta temperatura da impiegare in tempi diversi.
Quando Rubbia era in Enea si era sviluppato un brevetto per il famoso tubicino concentratore che potrebbe essere un punto di partenza per inserirsi da protagonisti nella nuova frontiera tecnologica. L’Enel che con Enea era coinvolta nelle centrale siciliana sembra essere ancora sensibile all’idea e altre piccole società potrebbero trovare occasioni preziose. Rubbia, intanto, continua a lavorare con gli spagnoli su varie prospettive. Ma adesso ha riallacciato i rapporti con l’Italia grazie alla chiamata del ministro dell’Ambiente Pecoraro Scanio. C’è quindi da sperare in risultati concreti e che, dopo proclami, veti e chiacchere, sulle energie rinnovabili si inizi a lavorare davvero seriamente.
Giovanni Caprara

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Vanno rimarcate le profonde differenze tra il solare termodinamico ed il fotovoltaico, nonostante quest’ultimo rappresenti una validissima «nicchia» per tutta una serie di specifiche applicazioni. Il principale elemento di innovazione del solare termodinamico risiede nella sua capacità di estendere ad ogni momento l’utilizzo dell’energia prodotta grazie all’ accumulo sotto forma di calore termico ad alta temperatura dell’energia proveniente dal sole, ad altissima efficienza e basso costo, trasformando quindi la natura aleatoria della luce solare e il ciclo giorno-notte in un’energia temporalmente continuativa, rispondente a tutte le necessità dell’utilizzatore.
Il solare termodinamico estende in questo senso uno dei principali motivi del successo dell’idroelettrico: il fatto che l’energia della caduta dell’acqua è resa continuativa dalla presenza della diga, che trasforma la natura aleatoria della pioggia raccolta nel bacino in una caduta idrica costante, a sua volta impiegata per produrre dell’energia elettrica.
Nel solare termodinamico, in maniera del tutto analoga, l’accumulo è determinato dalla differenza ciclica di temperatura di un sale fuso conservato in una coppia di contenitori (termostati) di adeguate dimensioni, rispettivamente 1) caldo e 2) freddo, tra i quali si trasferisce avanti ed indietro il sale fuso. Esso è mosso dal secondo al primo al fine di essere riscaldato dall’energia solare e poi alternativamente raffreddato dal primo al secondo per produrre il lavoro elettrico con l’aiuto di uno scambiatore di calore che alimenta una turbina.
Un secondo motivo è l’alta efficienza di conversione della luce solare in energia elettrica in quanto, in condizioni ottimali, circa il 40 per cento dell’energia termica è convertita in energia elettrica con l’ausilio di un ordinario turbo-alternatore. L’accumulo termico è molto efficiente se si pensa che il sale fuso accumulato dal salto di temperatura corrisponde ad una caduta idrica di ben 70 km ! Ad esempio l’accumulo di 1 MW per un’ora è realizzabile in una coppia di contenitori del volume di soli 5 metri cubi. Il terzo motivo è il relativo basso costo e la rimarchevole semplicità e robustezza del sistema di specchi utilizzati per concentrare la luce solare su di un sottile tubo che a sua volta riscalda il sale fuso tra i due termostati. Nelle regioni del «sun-belt» la potenza elettrica accumulata da uno o più impianti solari equivale a quella di un grande reattore nucleare (1000 MW) richiede una superficie dell’ordine di 4 x 4 chilometri quadrati coperta di specchi. Non si richiede combustibile, non si producono né rischi né scorie, si può costruire in molto meno tempo (circa tre anni), ad un costo oggi di circa 200 milioni di ࿬/50 MW. Questo costo è oggi il doppio delle altre fonti convenzionali, ma ci aspettiamo che diverrà competitivo con il nucleare, una volta iniziata la produzione in massa di tali impianti.
Sono ipotizzabili due «filiere» diverse di impianti solari termodinamici. Gli impianti di grandi dimensioni, collegati alla rete elettrica internazionale e impianti di piccole dimensioni (fino ad alcuni MW) adatti per regioni isolate e di difficile accesso alla rete, specialmente nelle isole e nei Paesi in via di sviluppo. Va infine ricordato che le ampie regioni desertiche e soleggiate della sponda Sud del Mediterraneo potrebbero permettere la produzione di grandissime quantità di energia elettrica, connessa elettricamente al sistema di distribuzione europeo.
Carlo Rubbia

GIOVANNI CAPRARA - CARLO RUBBIA